閥門在空分系統(tǒng)應(yīng)用

                           上海申弘閥門有限公司

    上海申弘閥門有限公司嚴(yán)格安設(shè)計(jì)部門的調(diào)節(jié)參數(shù)表選型、閥門計(jì)算規(guī)格書請(qǐng)?zhí)崆鞍l(fā)給設(shè)計(jì)門有關(guān)人員進(jìn)行確認(rèn) 。專業(yè)生產(chǎn)各種低溫貯槽系列和空分系列閥門及配套產(chǎn)品的,具備年生產(chǎn)各種閥門四萬(wàn)余件的生產(chǎn)能力。主要生產(chǎn)低溫截止閥、調(diào)壓閥、安全閥、角式截止閥、管路閥等系列產(chǎn)品及配件。系中國(guó)工業(yè)氣體協(xié)會(huì)及上海市特種設(shè)備行業(yè)協(xié)會(huì)。上另一特點(diǎn)是使用現(xiàn)場(chǎng)可抽芯維修。因?yàn)槔湎鋬?nèi)充灌珠光砂等保溫材料，維修閥門和更換備件應(yīng)盡可能避免耙珠光砂，所以除性能可靠外，維修方便是冷箱內(nèi)低溫截止閥的一個(gè)重要特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮閥門可抽芯維修。 閥體部分鋁合金材質(zhì)，為提高密封面硬度，采用分離式閥座，閥體的密封圈經(jīng)陽(yáng)極氧化、液氮浸泡后用冷套方式壓入。  閥桿的導(dǎo)向套采用無(wú)油潤(rùn)滑Du軸承，既可增加導(dǎo)向精度，使閥桿上下運(yùn)動(dòng)更可靠，又能給維修帶來(lái)方便。 冷箱上大閥門還有一特點(diǎn)是其與冷箱的連接是非剛性的，而是浮動(dòng)性的，這樣便于閥門在冷箱內(nèi)與管道的連接和工作中低溫帶來(lái)的管道變形補(bǔ)償。所以在填料函上法蘭部位配有浮動(dòng)套結(jié)構(gòu)。  

閥門在空分行業(yè)行業(yè)部分業(yè)績(jī)展示
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山西長(zhǎng)信鋼鐵有限公司    山西長(zhǎng)治市合成北路3號(hào)
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河北勝寶制管有限公司    河北霸州市東段鄉(xiāng)小桃園村西

2．并聯(lián)流程閥門的安裝并聯(lián)流程示意（分餾塔液體工藝泵循環(huán)輸送系統(tǒng)、膨脹機(jī)系統(tǒng)） 
在上述流程中，往往用到設(shè)備一用一備并聯(lián)使用流程。該流程使用閥的特點(diǎn)是一臺(tái)設(shè)備停時(shí)，其進(jìn)出口閥均關(guān)閉，對(duì)于該出口閥來(lái)說(shuō)，主要是防止反向氣流倒竄，因而該閥位號(hào)往往是畫反裝符號(hào)。但閥門結(jié)構(gòu)不同，閥的安裝是不同的。應(yīng)該注意的問(wèn)題： 
1） 對(duì)于大口徑（例：250JJ400A~600）與高壓（例：650JJ100~300）截止閥來(lái)說(shuō)，閥本身是雙閥瓣結(jié)構(gòu)，流向是側(cè)進(jìn)底出，因而在該出口位置，合理安裝應(yīng)使反向氣流從閥門側(cè)進(jìn)底出。 
2） 對(duì)于單閥瓣結(jié)構(gòu)的閥門來(lái)說(shuō)，合理安裝是應(yīng)使反向氣流從底進(jìn)側(cè)出。起到密封同時(shí)還可以避免填料處跑冷。但應(yīng)注意的是：251JJ350與151JJ400這兩只閥，閥瓣是單閥瓣，但由于閥桿強(qiáng)度安全系數(shù)不夠，往往在0.5Mpa壓差以上會(huì)出現(xiàn)密封不穩(wěn)定現(xiàn)象。所以這兩只閥合理安裝應(yīng)使反向氣流從閥門側(cè)進(jìn)底出。

3．目前開(kāi)發(fā)的幾種高壓低溫截止閥*
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 
JB/9081-97 《空氣分離設(shè)備用低溫截止閥和節(jié)流閥》 GB/T13927-92《通用閥門 壓力試驗(yàn)》 JB/T7749-1995《低溫閥門技術(shù)條件》 

HTA4508-97《閥門裝配與試驗(yàn)通用技術(shù)條件》 .

安全閥 
安全閥是為了防止介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值起安全作用的閥門。當(dāng)工作壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值時(shí)，閥門便自動(dòng)開(kāi)啟，排放多余介質(zhì)，而當(dāng)壓力恢復(fù)到原來(lái)數(shù)值時(shí)，又自動(dòng)關(guān)閉。  
公司生產(chǎn)空分配套的各種系列安全閥，是空分設(shè)備中*的一種安全保護(hù)裝置。安全閥在彈簧選材及工藝上均作特殊處理，從而保證低溫下性能可靠。尤其分餾塔上塔使用的大口徑低溫安全閥（DN300-DN400），采用先導(dǎo)式結(jié)構(gòu)，解決了低溫常態(tài)下大口徑起跳的難題。 
公司生產(chǎn)安全閥有全啟式、微啟式等多種型式，公稱通徑為DN4~DN400mm,公稱壓力為0.6~25Mpa.根據(jù)零件選材的不同，適用溫度為-196℃~+80℃（低溫型）、-20℃~+80℃（常溫型）。 并可根據(jù)用戶要求特殊設(shè)計(jì)，以滿足用戶的特殊使用要求。 

先導(dǎo)式安全閥作用原理： 

先導(dǎo)式安全閥分為主閥和導(dǎo)閥兩部分，主閥的進(jìn)口端引出一根先導(dǎo)氣源控制管，通過(guò)一只三通L型球閥與導(dǎo)閥的進(jìn)口端A處相通，當(dāng)容器或管道內(nèi)的壓力升高超過(guò)規(guī)定值時(shí)，導(dǎo)閥活塞壓縮小彈簧，帶動(dòng)小閥芯上移，超壓氣體進(jìn)入主閥活塞腔，壓縮大彈簧，使活塞推桿（大閥瓣）下移，從而打開(kāi)主閥，超壓氣體得以全量排放。當(dāng)容器或管道中的壓力降到正常工況壓力時(shí)，導(dǎo)閥活塞腔內(nèi)的壓力隨之也降低，活塞受彈簧反向作用，關(guān)閉導(dǎo)閥切斷進(jìn)入主閥活塞腔內(nèi)的氣源，此時(shí)操作人員可以打開(kāi)緊急開(kāi)啟裝置中的（見(jiàn)圖一）電磁閥（2），加速降低活塞腔內(nèi)的壓力,同時(shí)在彈簧的反作用力下使主閥快速回座，當(dāng)容器和管道進(jìn)入正常工況后，關(guān)閉電磁閥（2），完成一次超壓排放過(guò)程。如不打開(kāi)電磁閥（2），回座時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)。 
為防止自動(dòng)控制系統(tǒng)（先導(dǎo)）失靈，本閥特設(shè)計(jì)一組緊急開(kāi)啟裝置(見(jiàn)下圖),當(dāng)自控裝置失靈報(bào)警后,操作人員應(yīng)立即打開(kāi)緊急開(kāi)啟裝置中的電磁閥(1),使儀表空氣(壓力≥整定壓力)直接進(jìn)入主閥的活塞腔，迅速打開(kāi)主閥達(dá)到全量排放，當(dāng)工作壓力進(jìn)入正常工況后，關(guān)閉電磁閥(1)打開(kāi)電磁閥(2),使主閥快速回座，后再關(guān)閉電磁閥(2)。 安全閥的常用術(shù)語(yǔ)  
① 開(kāi)啟壓力——當(dāng)介質(zhì)壓力上升到安全閥安裝時(shí)調(diào)整好的預(yù)定壓力時(shí)，閥瓣便自行開(kāi)啟，介質(zhì)明顯地急速噴出，此時(shí)閥門進(jìn)口處的壓力稱為開(kāi)啟壓力，以Ps MPa表示。 

② 排放壓力——閥瓣開(kāi)啟后，如設(shè)備中介質(zhì)壓力繼續(xù)上升，當(dāng)達(dá)到設(shè)備允許的高壓力時(shí)，閥瓣應(yīng)全開(kāi)，排出額定的排量，這時(shí)閥門進(jìn)口處的壓力稱為排放壓力，以Pd MPa表示。 
③ 關(guān)閉壓力——安全閥開(kāi)啟，排除了部分介質(zhì)后，設(shè)備中的壓力逐漸降低，當(dāng)壓力降到小于設(shè)備工作壓力的預(yù)定值時(shí)，閥瓣關(guān)閉，開(kāi)啟高度為零，介質(zhì)停止流出，這是閥進(jìn)口處的壓力稱為關(guān)閉壓力，又稱回座壓力，以PK MPa表示。 安全閥的常用術(shù)語(yǔ)  
④ 工作壓力——設(shè)備正常工作時(shí)的介質(zhì)壓力，稱為安全閥的工作壓力，以Pg MPa表示，此時(shí)，安全閥應(yīng)處于密封狀態(tài)，看不到有介質(zhì)在關(guān)閉件的密封面間泄出，也聽(tīng)不到有漏氣聲，在規(guī)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，壓力表無(wú)降壓現(xiàn)象。 
⑤ 排量——在排放壓力時(shí)，閥瓣處于全開(kāi)狀態(tài)，這時(shí)從閥出口處測(cè)得的介質(zhì)單位時(shí)間排出量，稱為閥的排量，以G表示，對(duì)于蒸汽常用kg/h或T/h為單位，對(duì)于氣體常用m3/min或kg/s為單位，對(duì)液體則用T/h或l/min為單位。 調(diào)節(jié)閥 
調(diào)節(jié)閥是按照調(diào)節(jié)器所給信號(hào)的大小和方向，通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)改變閥的開(kāi)度以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)流體流量的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。 
公司生產(chǎn)空分配套的各種精小型氣動(dòng)系列調(diào)節(jié)閥，有單座和套筒型。公稱通徑為DN20~DN200mm,公稱壓力為1.6~4.0MPa。根據(jù)零件選材以及保溫長(zhǎng)度的不同，適用溫度為-196℃~+80℃（低溫型）、-20℃~+80℃（常溫型）。 并可根據(jù)用戶要求特殊設(shè)計(jì)，以滿足用戶的特殊使用要求。

1、調(diào)節(jié)閥的流量特性
1）、線性： 
介質(zhì)的瞬時(shí)流量Q與閥芯的位移h成線性關(guān)系。(閥芯的總位移為H) dQ/dh=C  
Q=c*h+Q0 (c為常數(shù)，Q0為L(zhǎng)=0時(shí)的流量，為Qmin) 也就是說(shuō)，流量的變化量與行程的變化量之比為常數(shù)。 
特點(diǎn)是：例如：C=10當(dāng)閥門處于小開(kāi)度時(shí)，流量不大（如5m3/h），此時(shí)行程增加1%，流量的變化量為10m3/h，想慢慢調(diào)整而慢不了，很難控制！當(dāng)閥門處于大開(kāi)度時(shí)，流量很大了（如100m3/h），此時(shí)行程再增加1%，流量的變化量還是10 m3/h，想快快不了。即：線性的調(diào)節(jié)閥在開(kāi)度變化相同的情況下，顯然流量小時(shí)，流量的變化值相對(duì)較大，調(diào)節(jié)作用較強(qiáng)，易產(chǎn)生超調(diào)和引起振蕩；流量大時(shí)，流量的變化值相對(duì)較小，調(diào)節(jié)作用進(jìn)行緩慢，不夠靈敏。 

2）、等百分比： 
介質(zhì)瞬時(shí)流量的變化率與閥芯位移的變化量之比為常數(shù)所以等百分比特性也叫對(duì)數(shù)特性。  
特點(diǎn)是：例如：當(dāng)閥門處于小開(kāi)度時(shí)，流量不大（如5m3/h），此時(shí)行程增加1%，流量的變化量為0.05 m3/h，當(dāng)閥門處于大開(kāi)度時(shí)，流量很大了（如100m3/h），此時(shí)行程再增加1%，流量的變化量是1 m3/h，流量的變化始終是基于當(dāng)時(shí)的瞬時(shí)流量的。即：等百分比的閥在開(kāi)度變化相同時(shí)，流量變化的百分比總是相等的，閥的控制度在全行程范圍內(nèi)是不變的。 
相同規(guī)格的閥門在同一開(kāi)度下，等百分比特性的閥通過(guò)的流量總是小于直線特性的閥，因此，等百分比特性閥的大開(kāi)度往往比直線特性閥選得大一些。

3）拋物線特性： dQ/dh=C(Q)1/2  4）快開(kāi)特性： dQ/dh=f(h) 一般很少選用。  
以上都是閥門的固有特性，只有在閥門前后的直管段足夠長(zhǎng)的前提下才能得到這樣的調(diào)節(jié)性能。在實(shí)際的管系中，由于各種因素的影響，等百分比畸變?yōu)榫€性，而線性畸變?yōu)榭扉_(kāi)。 定

各投標(biāo)單位可以參加全部或部分閥門標(biāo)段的投標(biāo)，閥門分類如下： 
一、A包（8臺(tái)）： 切換閥KV01301-01304（DN900 PN1.0MPA）4臺(tái)、KV01305-01308 （DN800 
PN1.0MPA）4臺(tái),帶ASCO二位五通電磁閥24VDC、機(jī)械式限位開(kāi)關(guān),硬密封，詳細(xì)配置要求見(jiàn)閥門數(shù)據(jù)表，要求進(jìn)口。 
二、B包（22臺(tái)）：冷箱內(nèi)低溫調(diào)節(jié)閥LV01601、HV01602、FV01603、HV01604、HV01605、
HV01606、HV01608、HV01609、PV01527、PV01528、PV01547、PV01548、PV01567、PV01568、LV01701、LV01702、LV01703、LV01704、FV01710、HV01760、PV01763、PV01846,詳細(xì)配置要求見(jiàn)閥門數(shù)據(jù)表,要求進(jìn)口。 
三、D包（10臺(tái)）：高壓調(diào)節(jié)閥、高壓氧氣、氮?dú)庹{(diào)節(jié)閥FV01637A、FV01637B、PV01639A、
FV01639B、FV01641A、FV01641B、HV01458、FV01860、PV01861、TV01871,詳細(xì)配置要求見(jiàn)閥門數(shù)據(jù)表，要求進(jìn)口。 
四、E包（9臺(tái)）：常溫調(diào)節(jié)閥、調(diào)節(jié)球閥PV01103、LV01202、FV01204、LV01207、
KV01309、KV01310、KV01311、LV01330、FV01633,詳細(xì)配置要求見(jiàn)閥門數(shù)據(jù)表，要求合資以上水平。 
五、F包（16臺(tái)）：冷箱內(nèi)低溫手動(dòng)閥V01461、V01462、V01463、V01464、V01521、
V01522、V01523、V01524、V01541、V01542、V01543、V01544、V01561、V01562、V01563、V01564,詳細(xì)配置要求見(jiàn)閥門數(shù)據(jù)表，要求進(jìn)口。 
六、F包（7臺(tái)）：低溫止回閥V01525、V01526、V01545、V01546、V01565、V01566、
V01865,詳細(xì)配置要求見(jiàn)閥門數(shù)據(jù)表，要求進(jìn)口。 

1． 調(diào)節(jié)閥口徑計(jì)算選定的步驟 
1） 根據(jù)工藝要求，選定閥的型式、流向及流量特性，并決定流量系數(shù)KV的計(jì)算方法。 
2） 確定計(jì)算KV值的各項(xiàng)參數(shù)值，如閥前、后壓力，大、常用、小流量，閥前后壓差，密度以及其它輔助修正系數(shù)。 
3） 判別工況是阻塞流，還是非阻塞流，如為阻塞流工況，且流量較大，則應(yīng)進(jìn)行噪音預(yù)估計(jì)算；如為非阻塞流，一般可不進(jìn)行噪音預(yù)估計(jì)算。 
4） 選定合適的KV值計(jì)算公式，計(jì)算大流量下閥的KV值，并圓整之。

5） 按圓整的Kvmax值在所選閥型的標(biāo)準(zhǔn)系列中，找出與KV≥Kvmax/85%靠近的額定KV值，其對(duì)應(yīng)的閥徑即為所選定閥的閥徑。 

參考文獻(xiàn)：

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2 劉伯元;黃世鮮;江廣城;;超細(xì)玻璃微珠的研究[A];2002年中國(guó)工程塑料加工應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2002年 
3 郭超;孫長(zhǎng)海;;雙閘板閥門開(kāi)裂原因分析[A];2011年全國(guó)失效分析學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年 
4 佘白蘭;;逆流式冷卻塔設(shè)計(jì)探討[A];冷卻塔研究會(huì)成立暨技術(shù)交流大會(huì)論文集[C];2004年 
5 劉昌玉;;循環(huán)水處理裝置的冷卻塔技術(shù)改造[A];冷卻塔研究會(huì)成立暨技術(shù)交流大會(huì)論文集[C];2004年 
6 王五平;劉成;;橫流式冷卻塔淋水填料的改造[A];冷卻塔研究會(huì)成立暨技術(shù)交流大會(huì)論文集[C];2004年 
7 劉春江;陳濤;劉沖;袁希鋼;;一種新型催化精餾填料的流體力學(xué)性能[A];第二屆全國(guó)塔器及塔內(nèi)件技術(shù)研討會(huì)會(huì)議論文集[C];2007年 
8 龍世通;;冷卻塔的節(jié)能探討[A];冷卻塔研究會(huì)成立暨技術(shù)交流大會(huì)論文集[C];2004年 
9 王健;康繼軍;丁培道;王釗;周正;;納米陶瓷粉末填料對(duì)無(wú)機(jī)導(dǎo)電膠材料性能影響的研究[A];納米材料和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展——*二屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議論文集（下卷）[C];2001年 
10 畢永堯;;消除冷卻塔冰害的對(duì)策與方法[A];冷卻塔研究會(huì)成立暨技術(shù)交流大會(huì)論文集[C];2004年 
 1 趙強(qiáng);陶瓷閥門具有的性能[N];廣東建設(shè)報(bào);2006年 
2 ;美國(guó)推出新型氧化鋅填料[N];中國(guó)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2005年 
3 鄧海燕;玉米淀粉成為輪胎填料[N];中國(guó)汽車報(bào);2001年 
4 楊曉丹 趙洪亮;創(chuàng)新讓我快樂(lè)[N];中國(guó)石化報(bào);2010年 
5 劉麗;“填料型洗滌式空氣過(guò)濾器”問(wèn)世[N];中華建筑報(bào);2003年 
6 范文;同一隱患釀兩次事故[N];中國(guó)安全生產(chǎn)報(bào);2006年 
7 玉環(huán)縣報(bào)道組 駱戰(zhàn)紅　阮挺峰 記者 徐園;玉環(huán)電鍍產(chǎn)業(yè)“點(diǎn)石成金”[N];浙江日?qǐng)?bào);2008年 
8 齊令義;國(guó)產(chǎn)*條粉煤灰陶粒自動(dòng)線投產(chǎn)[N];中國(guó)建材報(bào);2005年 
9 記者 李聞芝;七項(xiàng)塑管新國(guó)標(biāo)本月起施行[N];中國(guó)化工報(bào);2006年 
10 于學(xué)東 記者 姜立國(guó);科技創(chuàng)新：哈鍋抱上一個(gè)“大金娃”[N];黑龍江經(jīng)濟(jì)報(bào);2006年  
 1 郭敏強(qiáng);三相精餾過(guò)程的非平衡模型與優(yōu)化研究[D];浙江大學(xué);2004年 
 1 潘恩磊;硅膠基質(zhì)離子交換填料的制備及在環(huán)境、食品中的應(yīng)用[D];天津大學(xué);2012年 
2 張蕾;瑪瑙氫氧化鋁制備過(guò)程的研究[D];中南大學(xué);2005年 
3 趙永華;旋轉(zhuǎn)床填料內(nèi)支撐對(duì)氣膜控制傳質(zhì)過(guò)程的影響[D];北京化工大學(xué);2001年 
4 劉國(guó)標(biāo);新型塔結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及其兩相流與傳質(zhì)性能的改進(jìn)[D];天津大學(xué);2004年 
5 王未凡;機(jī)械通風(fēng)式橫流冷卻塔的數(shù)值模擬[D];山東大學(xué);2006年 
6 沙春潔;功能化十八烷基反相硅膠填料的制備與表征[D];中國(guó)海洋大學(xué);2005年 
7 邵想想;金屬絲網(wǎng)載體氣液色譜分離過(guò)程的研究[D];天津大學(xué);2007年 
8 劉芬;氧化鋯基反相液相色譜固定相的制備與評(píng)價(jià)[D];天津大學(xué);2010年 
9 于洋;造紙用碳酸鈣粒子的合成及表征[D];吉林大學(xué);2008年 
10 梁繼國(guó);旋轉(zhuǎn)填充床內(nèi)微觀混合的模型化研究[D];北京化工大學(xué);2003年 

與本文相關(guān)的論文有：閥門在煤化工行業(yè)的應(yīng)用